凸透镜成像规律专题复习讲义.docx

凸透镜成像规律1. 总体思路：作图法研究凸透镜成像，关键掌握凸透镜的三条特殊光线： 通过光心的光线方向不变； 平行主轴的光线经凸透镜折射后通过焦点； 通过焦点的光线经凸透镜后平行于主轴。2. 利用凸透镜的特殊光线作透镜成像光路画光路图的方法及步骤： 画凸透镜，主光轴，焦点和两倍焦点，光源。 从光源上一点（一般是最上面或最下面的点），画平行于主光轴入射的光线，经过凸透镜后，过焦点射出。 画这个点过光心的光线，则两条光线的交点是光源上这一点的像。光源在一倍焦距内时，两条光线的反向延长线相交，不是实际的光线，应该用虚线表示，说明是虚像。AB垂直于主轴，取从它射出的两条光线，经透镜折射后的交点A，由于像AB仍垂直于主轴，便可画出AB的像。 物体处于2倍焦距以内； 物体处于2倍焦距和1倍焦距之间； 物体处于焦点以内。注意：从A点发出的其他光线（非特殊光线），经凸透镜后也应会聚于A点。3. 具体实验做法：在水平桌面上依次放蜡烛、凸透镜和光屏，并使它们在同一直线上，且它们的中心在同一高度，这样做的目的是使烛焰的像在光屏中间。 4. 凸透镜成像规律及应用物距u像物在凸透镜同侧、异侧像的正倒大小像的虚实像距v应用u 2f 异侧倒立缩小实像fv2f照相机u =2f异侧倒立等大实像v=2ff u 2f异侧倒立放大实像v2f投影仪u=f一束平行光探照灯u f同侧正立放大虚像放大镜说明： 当物距u减小时，像变大，像距变大。像与物变化关系：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小；像和物同方向移动。 1倍焦距分虚实：= f是成实像与虚像的分界点。 2倍焦距分大小：=2 f是成放大像与缩小像的分界点。 实像与虚像：由实际光线汇聚成的像，称为实像；反之称为虚像。实像和虚像一种区分方法：实像都是倒立的，而虚像都是正立的。5. 在实验中若发现无论光屏如何移动，均无法在光屏上得到像，原因有两个方面： 物体在焦点或焦点以内；蜡烛、凸透镜和光屏不在同一高度。6. 若在实验中用纸遮挡凸透镜一部分或凸透镜不小心损坏了一部分，则仍然成完整的像，只是像的亮度变暗一些。分析：从物体同一点发出的无数成像光线（或反射的光线）通过凸透镜折射后最终都相交于该物体的像点上，光路如图所示。从光路图中我们不难发现，遮住一部分光线后，没遮住部分的光线是不受影响的，光线仍会从没遮住部分折射而过，并且成的像位置不变，成像性质不变，只是会聚到像点的光线的数目减少了，所成的像的亮度变暗而已。若遮住大部分，只是像更暗而已，其他位置、性质不变。【例题部分】例1某同学拿着一个凸透镜正对着太阳光，用一张白纸在透镜的另一侧来回移动，并得到一个最小最亮的光斑，用刻度尺测得此光斑到透镜光心的距离是10cm，若想用此透镜观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应（）A. 大于10cmB. 在10cm和20cm之间C. 小于10cm D. 大于20cm例2某同学在做研究凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置，实验后，他归纳出下列说法，其中错误的是（）A. 使烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小B. 使烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大C. 使烛焰位于a点时，成缩小的实像D. 使烛焰位于d点时，成放大的实像80(cm)例3如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则（）A. 移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像B. 移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像C. 移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像D. 不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像例4、某同学在研究凸透镜成实像的规律时，当他把焦距为10厘米的凸透镜放在如图所示的位置时，光屏上恰能成一个清晰倒立的像，此时这个像是_(选填“放大”或“缩小”)的。如果他换用一个焦距为5厘米的凸透镜，且保持蜡烛和透镜的位置不变，可在光具座上_厘米刻度范围内移动光屏，就能在光屏上找到清晰的烛焰像。例5、物体放在焦距为10厘米的凸透镜的主光轴上，在透镜另一侧光屏上得到一个清晰的、缩小的像，则该缩小的像离凸透镜的距离可能为（ ）A 5厘米B 10厘米C 15厘米D 20厘米【基础练习】1.放大镜的镜头是_（选填“凸”或“凹”）透镜。在使用时，被观察物体离放大镜的距离必须在透镜的一倍焦距以_（选填“内”或“外”）。2. 去年，我国测绘人员把红色测量觇标竖立在地球之颠珠峰脚下的6个交会测量点同时展开峰顶联测，对珠峰“身高”的测量就是利用光_这一性质。光在真空中传播速度为_千米/秒。3. 当你漫步在池溏边，会看到池溏中的“白云”和在“白云”中游来游去的鱼，这一现象的正确解释是：看到的“鱼”是由于光的形成的虚像；看到的“白云”是光的形成的虚像（选填“折射”或“反射”）。4.将物体放在离凸透镜20厘米处，在凸透镜的另一侧14厘米处的光屏上成一清晰的像，则该凸透镜的焦距为A.5厘米 B.7厘米 C.9厘米 D.11厘米5. 凸透镜的焦距是，将物体从距离透镜处移到距透镜处，物与像之间的距离（ ）A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 无法判断6.物体离凸透镜的距离为18厘米时，在透镜另一侧的光屏上能找到倒立、放大的像，则透镜的焦距可能为（）A20厘米。B18厘米。C10厘米。D9厘米。7. 某凸透镜的焦距为10厘米。当物体沿主光轴从距透镜30厘米处向透镜处移动时，则下述凸透镜所成像的变化情况中，正确的是( )A. 像始终变大。 B. 像始终变小。C. 像先变小后变大。 D. 像先变大后变小。8. 某同学做“研究凸透镜成像规律”的实验，当他将蜡烛、透镜、光屏的位置调节到屏上出现一个清晰的像时，发现光屏上的像比较小，为了获得较大的像，在不改变透镜位置的情况下，他应进行的操作是：_；_，直至光屏上出现清晰的像为止。9. 摄影师先给某同学拍了一张2寸的半身像。再用这个相机给他拍一张2寸的全身像，此时相机和人的距离应_，底片与镜头的距离应_。10. 画出图中经凸透镜折射后的光线。FFO 11题图11. 在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中：(1)测量凸透镜的焦距如图4所示，则该凸透镜的焦距为 _cm(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_上(3)当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、_的实像_就是利用这一成像规律工作的(填光学仪器)【小检测】1、画出图中未知的入射线、反射线、折射线或反射面的位置。2、潜望镜观察到的像是下列情况的哪一种（ ）A. 正立缩小的实像B. 正立等大的实像C. 倒立放大的虚像D. 正立等大的虚像3、在图中，A1B1是物体AB经凸透镜所成的实像，像的性质（ ）根据像的性质在图中大致标出物体AB的大小、正倒及位置。A. 倒立、放大的实像B. 正立、等大的实像C. 倒立、缩小的实像D. 正立、放大的虚像4、小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验，如图所示。（1）要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向 调整（选填“上”或“下”）；（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是 cm；（3）接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向 移到某一位置（选填“左”或“右”），才能在屏上得到倒立、 、清晰的实像。5、小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图所示。a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2 F点分别是凸透镜的焦点和2倍焦距点。在a、b、c、d、e这五个点中： 把烛焰放在_点上，可以成正立、放大的虚像。 把烛焰放在_点上，所成的像最小。 把烛焰放在_点上是属于照相机原理。 把烛焰放在_点上是属于投影仪原理。6、. 将物体放在距凸透镜15cm处时，能在光屏上得到物体清晰放大的像，则凸透镜的焦距可能是（）A. 5 cm B. 10 cm C. 15 cm D. 20 cm7、 一个物体到凸透镜的距离是30cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜的主轴移到距凸透镜45cm处，则成像的情况是（ ）A. 放大的实像 B. 缩小的实像C. 等大的实像 D. 上述三种情况都可能【中考实例分析】1某兴趣小组同学在研究凸透镜成像规律实验时，记录并绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系，如图2所示，则凸透镜的焦距为。解析（1） 如右图所示，当物体位于20cm处时，其像与凸透镜的距离为20cm。根据凸透镜成像规律只有当物体位于2f处，像与凸透镜的距离也为2f。（2） 因此，我们可以推出2f=20cm，即f=10cm。2当物体位于凸透镜前的哪一位置时能得到放大的像？分析与解答：凸透镜可成放大的实像，也可成放大的虚像。这个题目中没有说明所成像是实像还是虚像，所以必须给出两个解，当物体位于凸透镜的焦点以内时，能得到正立放大的虚像；当物体位于凸透镜前1倍焦距和2倍焦距之间时，能得到倒立放大的实像。答案：当物体位于凸透镜前1倍焦距和2倍焦距之间或物体位于焦距以内时，均能得到放大的像。 3若一物体从距凸透镜3倍焦距的地方，沿主光轴移到1.5倍焦距的地方，则 （ ）A. 像距变小，像变小 B. 像距不变，像不变 C. 像距变大，像变大 D. 像距变大，像不变分析与解答：根据当物体从二倍焦距以外的地方逐渐向凸透镜一倍焦距处移动过程中，像逐渐变大，像距v也逐渐变大，得出结论为C。 4将物体放在距凸透镜15cm处时，能在光屏上得到物体清晰放大的像，则凸透镜的焦距可能是（）A. 5 cmB. 10 cmC. 15 cmD. 20 cm分析与解答：已知物距和成像的情况，再求出焦距 在光屏上呈放大的像，一定是实像，因为应满足2fuf的条件，所以2f15cmf解不等式：2f15cmf 得f7.5cm又f15 cm焦距应小于15cm，但大于7.5cm答案：B5一个物体到凸透镜的距离是30cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜的主轴移到距凸透镜45cm处，则成像的情况是 （ ）A. 放大的实像 B. 缩小的实像C. 等大的实像 D. 上述三种情况都可能分析与解答：凸透镜所成像的性质与物距有关，由第一次成倒立、放大的实像可知fu2f，即f30cm2f，由此可判断焦距的范围是15cmf30cm。当物距为45cm时，物距肯定大于焦距，但由于焦距f在15cm和30cm之间变化，所以三种情况就都有可能。 6在研究凸透镜成像的实验中，当蜡烛位于凸透镜某位置时，在透镜的另一侧呈现一个倒立、放大的实像，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛与光屏的位置相互交换，则在光屏上将出现一个 （ ）A. 倒立、放大的实像 B. 倒立、缩小的实像C. 倒立、等大的实像 D. 得不到实像分析与解答：当fu2f时，凸透镜能成倒立、放大的实像，这时v2f，凸透镜位置和焦距不变、互换蜡烛和光屏，则物距变成u2f，则根据凸透镜成像规律可得到像的性质。【针对性练习】1、把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10 cm处得到一个最小最亮的光斑若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应( )A大于10 cm B小于10cmC大于20cm D在10cm和20cm之间2、一凸透镜的焦距是10cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜50cm处移到15cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）A像变大，像距变小 B像变大，像距变大C像变小，像距变小 D像变小，像距变大3、老师上课时经常用到投影仪 ，如图4所示，关于投影仪的使用以下做法中合理（ ）A.投放到屏幕上的画面太靠上时，应增大平面镜与凸透镜的夹角使画面向下移动B.若使屏幕上的画面大一些， 可使投影仪靠近屏幕同时将凸透镜适当向下移动C.若使屏幕上的画面大一些，可使投影仪远离屏幕同时将凸透镜适当向上移动 D.若使屏幕上的画面大一些，可使投影仪远离屏幕同时将凸透镜适当向下移动图44、某物体放在凸透镜前30cm 处时，能在光屏上得到一个倒立缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是（ ） A 40cm B30cm C 20cm D10cm5、在研究凸透镜成像实验中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图中的（ ）6、小明在做“凸透镜成像”实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处，在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则所成像的性质是（ ） A倒立放大的实像 B正立放大的虚像 C倒立缩小的实像 D倒立等大的实像7、小明和小红用焦距相等的相同照相机对小强同学拍照，洗出的底片分别为右图中的甲和乙，则（ ）A.小红离小强的距离近 B小明和小红离小强的距离相同C.小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再减少镜头到底片的距离D.小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再增大镜头到底片的距离8、下图为小红同学的脸庞外形和大小，通过凸透镜看她的脸庞时，不可能看见的像为下图的 （ ）9、小明在做“凸透镜成像”实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处，在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则所成像的性质是（ ） A倒立放大的实像 B正立放大的虚像 C倒立缩小的实像 D倒立等大的实像4030201050607080(cm)10、如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则A 移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像B移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像C移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像D不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像10、班上照集体照时,发现有同学没在取景框中,此时应将照相机_(填靠近或远离)同学们,并将相机的镜头和底片间的距离_(填伸长或缩短)11、小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图18所示：(1)要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向 调整(选填“上”或“下”)；(2)实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是 cm；(3)接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向 移到某一位置(选填“左”或“右”)，才能在屏上得到倒立、 、清晰的实像12、小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图15所示。a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍J距点。（l）在a、b、c、d、e这五个点中：把烛焰放在_点上，可以成正立、放大的虚像。把烛焰放在_点上，所成的像最小。把烛焰放在_点上是属于照相机原理。把烛焰放在_点上是属于投影仪原理。【作业】一、填空题：1A、B两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别是3cm和5cm，_透镜使光偏折得更多些2近视眼产生的原因是晶状体_（填“太厚”或“太薄”），折光能力_ （填“变长”或“变短”），或者眼球在前后方向上_，因此来自远处某点的光会聚在视网膜前，可以利用_透镜，使来自远处物体的光会聚在视膜上远视眼产生的原因是晶状体_，折光能力_，或者眼球在前后方向上 _，因此来自近处一点的光还没有会聚成一点就到达视网膜上了，可以利用_透镜，使来自近处物体的光会聚在视网膜上3利用照相机照相时，当镜头焦距一定时，要使底片上的像大一些，照相机与被照人之间的距离应该_，此时还应将镜头与底片之间的距离调_，现在已经照了一个半身像，若再照一个全身像，照相机与被照人之间的距离应该_，然后_照相机的暗箱，即镜头向_（“前伸”或“后缩”）4用放大镜看报上的字，报纸应放在_以内，看到的像是_5投影仪是利用物体在_外_内，成倒立、放大的实像的原理制成的光学仪器，若使银幕上的画面大些，应将投影片离投影仪镜头_些，并且将投影片_，才能成正立的，放大的实像6在研究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜的焦距为8cm，那么，当蜡烛与凸透镜的距离为20cm时，可以得到一个_、_的_像，像与物在透镜的_侧，当蜡烛与凸透镜的距离_8cm时，可以得到一个_、_的虚像7实像可以用_接收到，也可以用眼睛_，而虚像只能用眼睛看到，不能用_接收二、选择题：1由凸透镜焦点发出的光线经凸透镜折射后（）A必然会聚某一点B成为平行主光轴的光线C折射光线反向延长交于一点 D以上说法都错误 2小明拿着一个直径比较大的放大镜，伸直手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下列说法正确的是（）A观察到的像一定是正立的像B观察到的像一定是虚像C观察到的像一定是倒立的像D观察到的像一定是放大的像3一束平行光线沿主光轴射到凸透镜上，经凸透镜折射后会聚于透镜另一侧主光轴上距透镜中心12cm的地方若把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜15cm和6cm处，两次成像（）A都是放大的像B都是正立的像C都是实像D都是虚像 4某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时，在光屏上得到一个缩小的像，当蜡烛距透镜9cm时，在光屏上得到一个放大的像，这个凸透镜的焦距可能是（）A10cmB8cmC6cmD4cm5物体从2倍焦距处沿主光轴移至5倍焦距处，下列过程中哪个物理量变大（）A像距B像的大小C物像间距离D像与焦点间距离6一物体经凸透镜在光屏上成一个实像，如果